镁处理对含Ti包晶钢中TiN析出行为影响的热力学分析

摘要

含Ti钢中普遍存在的TiN对钢的力学性能和焊接过程有重要影响,研究TiN在冶金熔池中的析出行为有重要意义。本文以含Ti包晶钢为研究对象,采用FactSage计算了钢种成分对钢中典型夹杂物析出行为的影响规律。采用微观偏析模型对凝固前沿TiN的析出过程进行了分析,借助SEM对计算结果进行了验证。研究结果表明,镁处理后钢液中始终存在大量弥散分布的高熔点氧化物MgAl2O4或MgO,考虑溶质元素在凝固前沿的偏聚富集现象,利用Ohnaka微观偏析模型进行凝固析出计算,当固相率达到0.95时凝固前沿的[Ti][N]浓度积高于平衡浓度积,开始析出TiN。镁处理后包晶钢中TiN颗粒内部普遍存在MgO或MgAl2O4核心,与热力学计算结果相符,且TiN颗粒平均尺寸减小了62%左右,表明镁处理形成富镁高熔点夹杂物促使了TiN异质形核,为进一步细化高温铁素体相提供了有利的形核质点。